CN104224208A - 放射线成像装置和放射线成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及放射线成像装置和放射线成像系统。放射线成像装置包括转换元件和晶体管。驱动单元通过逐行依次向晶体管的栅极供给导通电压来多次执行复位操作、执行响应于检测到放射线的照射而停止导通电压的供给以执行蓄积操作的操作、以及在复位操作之后执行读出操作。在复位操作期间，向一个行中的晶体管的栅极供给导通电压与随后向另一行中的晶体管的栅极供给导通电压之间的时段不同于向另一行中的晶体管的栅极供给导通电压与随后向再另一行中的晶体管的栅极供给导通电压之间的时段。

Description

放射线成像装置和放射线成像系统

技术领域

本发明涉及适用于医疗用诊断和工业用非破坏性检查的放射线成像装置和放射线成像系统。

背景技术

在具有布置了分别包含向用于将X射线或光转换成电荷的转换元件供给希望的电势的晶体管的多个像素的像素阵列的放射线成像装置中，由在多个像素中的每一个中出现的暗电流产生的电荷需要在用放射线照射放射线成像装置之前被复位。出于这种原因，在这样的放射线成像装置中，存在在用放射线照射放射线成像装置之前通过依次周期性地将多个像素的晶体管设定于导通状态以将转换元件复位来周期性地执行将像素的电荷复位的复位操作的放射线成像装置。

日本专利申请公开No.2010-268171公开了在执行复位操作的同时检测在向转换元件供给偏压的偏压布线中流动的电流、以及检测来自放射线成像装置的放射线的照射的放射线成像装置。它还公开了响应于放射线的照射而停止与复位操作对应的伪读取操作。当停止复位操作时，操作迁移到蓄积操作，该蓄积操作将所有晶体管设定于非导通状态，使得像素根据放射线的照射蓄积电荷。并且，在从开始蓄积操作的时间经过预先确定的时间段(蓄积时间段)之后，开始与连续读出电荷作为像素信号的读出操作对应的实际读取操作。这里，公开了通过设定晶体管在复位操作中处于导通状态的时间段使得该时间段变得比读出操作中的晶体管的导通时间段长来提高复位效率。

但是，当放射线成像装置如上面描述的那样被构建为在执行复位操作的同时检测偏压电流并检测放射线照射的开始等时，存在以下的问题。具体而言，通过放射线照射产生的信号电荷的一部分从已在放射线照射的开始与放射线照射的开始的检测之间的时段中执行复位操作的转换元件损失掉。因此，当复位操作中的晶体管的导通时间段越长时，影响变得越大。出于这种原因，为了获得具有小的伪像的图像，希望缩短复位操作中的晶体管的导通时间段。具体而言，希望缩短所有像素中的晶体管在导通状态上被依次复位以在复位操作中被复位的时间段(以下，称为复位操作的时间周期)。

但是，另一方面，如上所述，当为了获得具有小的伪像的图像缩短复位操作的时间周期时，出现放射线成像装置检测放射线照射时的检测能力因此被降低的问题。

发明内容

本发明的目的是，提供获取高质量放射线图像并且可提高检测放射线的能力的放射线成像装置和放射线成像系统。

根据本发明的一个方面，一种放射线成像装置，包括：被配置为将放射线转换成电荷并且按矩阵布置的多个转换元件；连接于多个转换元件与读出电路之间的多个晶体管；被配置为选择性地向晶体管的栅极供给将晶体管设定于导通状态的导通电压和将晶体管设定于非导通状态的非导通电压的驱动单元；和被配置为检测放射线的照射的检测单元，其中，驱动单元执行以下的操作：通过至少逐行依次向多个晶体管的栅极供给导通电压来多次执行复位操作的第一操作；响应于检测单元检测到放射线的照射而停止导通电压的供给并通过向多个晶体管的栅极供给非导通电压来执行蓄积操作的第二操作；以及，在第二操作之后通过逐行依次向多个晶体管的栅极供给导通电压来执行读出操作的第三操作，并且，在第一操作期间，在向一个行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间与向下一行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间之间的时段不同于在向所述下一行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间与向再下一行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间之间的时段。

从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的放射线成像系统的配置例子的示图。

图2是示出根据第一实施例的放射线成像装置的配置例子的示图。

图3是示出根据第一实施例的驱动方法的定时图。

图4是用于描述第一实施例的效果的示图。

图5是用于描述第一实施例的效果的示图。

图6是示出第一实施例的另一驱动方法的定时图。

图7是示出第一实施例的另一驱动方法的定时图。

图8是示出第一实施例的另一驱动方法的定时图。

图9是示出根据第二实施例的驱动方法的定时图。

图10是用于描述根据第二实施例的驱动方法的示图。

具体实施方式

现在将根据附图详细描述本发明的优选实施例。

(第一实施例)

以下将描述放射线成像装置的放射线的检测能力。如图4所示，本发明的发明人发现了以下的结果。

(1)当横轴表示放射线的照射时间段[ms]且纵轴表示用放射线照射的被照体的图像的平均值时，检测能力可由纵轴中的[LSB]表达。

(2)在放射线的照射条件上，用放射线照射的被照体的图像的平均值大的区域是可检测范围，并且，用放射线照射的被照体的图像的平均值小的区域是不可检测区域。

(3)上述示图的梯度改变的点是复位操作的时间周期。

放射线成像装置可检测诸如放射线的照射的开始和结束的放射线的照射的有无。必须校正由于从在检测放射线的照射的开始之前执行了复位操作的转换元件丢失通过放射线的照射产生的信号电荷的一部分的现象出现的图像上的伪像。当校正这种图像时，可通过使用丢失了信号电荷的一部分的像素以外的像素的数据来校正伪像。在这种情况下，在复位操作中，不得由于放射线照射开始的检测的延迟而丢失从放射线成像装置中的所有像素发送的任何信号。具体而言，当在像素中的每一个之中的预先确定的像素的复位操作中开始了放射线的照射时，必须在开始对下一预先确定的像素执行复位操作的时间之前检测放射线照射的开始。换句话说，必须在复位操作的时间周期中的时间段内检测放射线照射的开始。出于这种原因，放射线照射的开始与放射线的检测之间的时间段的极限变为复位操作的时间周期。具体而言，当放射线的照射时间段太长以超过复位操作的时间周期的时间段时，只要放射线不是更强，放射线成像装置就变得不能检测放射线。从而，如图4所示，在超过复位操作的时间周期的时间段的区域中，示图中的线表示斜向右上方的斜线。由此，当为了获得具有较小的伪像的图像而缩短复位操作的时间周期时，放射线成像装置检测放射线照射时的检测能力降低，并且，变得难以检测具有长的照射时间段且弱的放射线。

以下，将描述获取高质量放射线图像并且可提高检测放射线的能力的放射线成像系统的实施例。

图1是示出根据本发明的第一实施例的具有放射线成像装置100的放射线成像系统的配置例子的示图。放射线成像系统具有放射线成像装置100、放射线源501、放射线发射开关503和放射线控制单元502。当放射线发射开关503被按压时，放射线源501根据从放射线控制单元502发送的控制信号经由被照体用放射线505照射放射线成像装置100。放射线505经由被照体入射于放射线成像装置100上。

放射线成像装置100具有成像单元101、驱动单元102、处理单元106、控制单元108和电流检测单元508。成像单元101具有第一成像单元101a和第二成像单元101b。处理单元106具有读出电路103、模拟-数字转换器104和信号处理单元105。读出电路103具有第一读出电路103a和第二读出电路103b。模拟-数字转换器104具有第一模拟-数字转换器104a和第二模拟-数字转换器104b。成像单元101a和101b根据透过被照体的放射线产生信号。第一读出电路103a读出第一成像单元101a的信号，并且，第二读出电路103b读出第二成像单元101b的信号。第一模拟-数字转换器104a将通过第一读出电路103a读出的信号从模拟的转换成数字的，并且，第二模拟-数字转换器104b将通过第二读取电路103b读出的信号从模拟的转换成数字的。信号处理单元105处理通过模拟-数字转换器104a和104b转换的数字信号。电流检测单元508通过检测在成像单元101中流动的电流检测放射线的照射。控制单元108向驱动成像单元101的驱动单元102输出控制信号，并由此控制成像单元101的操作。

图2是示出图1中的放射线成像装置100的一部分的配置例子的示图。成像单元101具有以二维矩阵形式布置以构成多个行和多个列的多个像素201。这里，为了简化，成像单元101被示出为使得像素201被布置为构成8行×8列。另外，在成像单元101中，信号Sig₁～Sig₈被布置以分别与列中的每一个中的像素201对应。例如，m行和n列中的像素201具有转换元件S_mn和晶体管T_mn。转换元件S_mn在两个电极之间具有半导体，并将放射线或光转换成电荷。转换元件S_mn的一个电极与晶体管T_mn电连接，并且，另一电极与传感器偏压线202电连接。

转换元件S_mn直接或间接将放射线转换成电荷。例如，磷光体被设置在转换元件S_mn的上部。磷光体将放射线转换成光。转换元件S_mn为例如使用作为半导体的非晶硅的PIN型光电二极管或MIS型光电转换元件等，并将光转换成电荷。由此，转换元件S_mn可将放射线转换成电荷。作为信息，转换元件S_mn可以是通过使用作为半导体的非晶硒直接将放射线转换成电荷的元件。放射线包含诸如X射线、α射线、β射线和γ射线的电磁波。

晶体管T_mn为例如薄膜晶体管(TFT)。晶体管T_mn具有栅极、源极和漏极。源极和漏极中的一个与转换元件S_mn的一个电极连接，并且，源极和漏极中的另一个与处理单元106中的读出电路103(图1)连接。当信号Gm的导通电压被供给到晶体管T_mn的栅极时，晶体管T_mn变为导通状态，并且，根据在转换元件S_mn中蓄积的电荷的量的信号被输出到信号线Sig_n。此时，预先确定的恒定电压通过处于导通状态的晶体管T_mn从处理单元106的恒定电压源被供给到转换元件S_mn，由此，在转换元件S_mn中产生的电荷被复位。转换元件S₁₁～S₈₈中的电荷分别响应于信号G1～G8的导通电压被复位。因此，该操作被称为复位操作，该复位操作对多个像素201依次将与恒定电压源连接的多个行中的晶体管T_mn转换成导通状态。

驱动单元102将信号G1～G8输出到成像单元101。驱动单元102选择性地向多个晶体管T₁₁～T₈₈的栅极供给将晶体管T_mn转换成导通状态的导通电压和将晶体管T_mn转换成非导通状态的非导通电压作为信号G1～G8。驱动单元102具有例如分别与像素201的行对应的D触发器DFF1～DFF8(以下，统称为“DFF”)，并构成偏移寄存器。另外，驱动单元102具有分别与D触发器DFF对应的逻辑与电路AND和电平偏移电路LEVEL。信号DIO、信号CPV和信号OE从定时产生器TG被输入到驱动单元102中。信号DIO是用于将信号输入到D触发器DFF1中的开始脉冲信号。信号CPV是用于向下一段中的D触发器DFF偏移保持于D触发器DFF之中的每一个中的脉冲的偏移时钟信号。信号OE是用于确定是否向相应的电平偏移电路LEVEL输出保存于D触发器DFF之中的每一个中的状态的输出使能信号。多个逻辑与电路AND分别向电平偏移电路LEVEL输出D触发器DFF1～DFF8与信号OE的逻辑与信号。电平偏移电路LEVEL是偏移电压电平的电路。因此，当信号OE处于高电平状态时，驱动单元102向成像单元101选择性地输出保持在D触发器DFF之中的每一个中的导通电压或非导通电压。当信号OE处于低电平状态时，驱动单元102也向成像单元101输出非导通电压。

电流检测单元508具有由放大器ampX和反馈电阻器Rf形成的放大电路50、以及比较器CMP。电流检测单元508通过偏压线202向多个转换元件S₁₁～S₈₈施加偏压电压Vs。响应于放射线的照射，放射线入射于成像单元101上，并且，相应的偏压电流流向偏压线202。放大电路50将偏压线202的电流转换成电压。比较器CMP比较该转换的电压与基准电势VrefX，并且输出结果作为信号507。因此，电流检测单元508检测到已用放射线照射放射线成像装置。

控制单元108接收信号507，并且响应于放射线的照射而驱动放射线成像装置100。控制单元108具有定时产生器TG、计数器CNT、单元510、存储器单元M和开关SW。单元510根据从电流检测单元508发送的信号507响应于放射线的照射将根据计数器CNT的计数值的值存储于存储器单元M中。另外，单元510通过切换开关SW连接信号OE的线与定时产生器TG或者将信号OE的线固定于低电平状态。定时产生器TG产生两种类型的定时TGK和TGH。以下将参照图3描述操作的详细描述。

图3是用于描述放射线成像系统的操作的定时图。图3从上面依次示出成像单元101的操作状态、用于检测已用放射线照射放射线成像装置的检测信号507的输出值、以及检测信号507的确定结果。并且，在其下侧示出信号DIO、CPV和OE、作为计数器CNT的计数器值的counter、以及存储于存储器单元M中的信息memory。在其下侧，示出信号G1～G8。

在第一操作中，交替执行至少逐行周期性复位多个像素201的复位操作和将晶体管T_mn设定于非导通状态的蓄积操作。在复位操作中，驱动单元102对于多个行依次向多个像素201的多个行之中的至少一个行中的晶体管T_mn的栅极供给信号G1～G8的导通电压，并且，所有的像素201被复位。然后，在蓄积操作中，驱动单元102向晶体管T_mn的栅极供给将所有的晶体管T_mn设定于非导通状态的信号G1～G8的非导通电压。这些复位操作和蓄积操作被多次重复执行，直到放射线成像装置被放射线照射。这里，第一操作的时间周期是作为复位所有的像素201所需要的时间段ΔK与将所有的晶体管T_mn设定于非导通状态的蓄积操作的时间段W的和的时间段ΔK+W。具体而言，第一操作的时间周期是某个像素201的复位的开始与下次将执行的像素201的复位的开始之间的时间段。作为替代方案，第一操作的时间周期是某个像素201的复位的结束与下次将执行的像素201的复位的结束之间的时间段。另外，在信号DIO的输入之后通过根据信号CPV依次激活信号G1～G8执行复位所有像素201的复位操作。该复位操作周期性地基于在多个像素201之中的每一个中产生的暗电流初始化噪声信号分量。另外，在输入信号DIO之后，计数值counter根据信号CPV依次从1数到8。计数值counter与要被复位的行对应。例如，当计数器值counter为1时，信号G1变为导通电压，并且，第一行被复位。当控制单元108确定检测信号507变得比阈值大且开始放射线的照射时，控制单元108控制驱动单元102，使得驱动单元102通过停止信号G1～G8的导通电压的供给停止第一操作并使操作迁移到第二操作。例如，在信号G1的第一行处停止复位操作，并且，计数器值counter在1处停止。

第二操作是转换元件S_mn根据放射线的照射产生电荷并蓄积电荷的蓄积操作。在第二操作中，为了在像素201中蓄积依赖于在转换元件S_mn中产生的电荷的电信号，驱动单元102向晶体管T_mn的栅极供给将晶体管T_mn设定于非导通状态的信号G1～G8的非导通电压。在本实施例中，在蓄积操作中，驱动单元102向多个像素201中的所有晶体管T_mn的栅极供给信号G1～G8的非导通电压。在第二操作中，像素201中的每一个在其中蓄积依赖于包含通过用放射线照射像素产生的电荷的电荷的电信号。另外，在该第二操作中，计数器值counter的值响应于放射线的照射存储于存储器单元M中。这里，计数器值counter的“1”存储于存储器单元M中。当检测信号507变得小于阈值时，控制单元108确定放射线的照射结束，然后停止第二操作，并使操作迁移到第三操作。

在第三操作中，控制单元108控制驱动单元102，使得驱动单元102对于多个行依次向多个像素201的多个行之中的至少一个行中的晶体管T_mn的栅极供给信号G1～G8的导通电压。第三操作是分别将依赖于在转换元件S_mn中蓄积的电荷的量的像素信号从像素201读出到处理单元106中的读出操作。当信号G1～G8变为导通电压时，晶体管T₁₁～T₈₈被逐行设定于导通状态，并且，转换元件S₁₁～S₈₈的像素信号被逐行读出到信号线Sig₁～Sig₈。在读出操作中，处理单元106的恒定电压源不与信号线Sig₁～Sig₈连接，并且，像素信号在不被复位的状态下被读出到信号线Sig₁～Sig₈。控制单元108控制驱动单元102，使得驱动单元102响应于第三操作的结束使操作迁移到第四操作。

在第四操作中，与第一操作类似，交替执行至少逐行周期性复位多个像素201之中的每一个的复位操作和将晶体管T_mn设定于非导通状态的蓄积操作。第四操作中的各时间周期的操作与第一操作中的各时间周期的操作相同。在多次执行第一操作的上述的时间周期之后，在已在第一操作中停止信号G1～G8的导通电压的供给的行中，通过停止供给信号G1～G8的导通电压，第四操作结束。第四操作根据例如存储于上述的存储器单元M中的信息memory的“1”而结束。具体而言，最终执行通过导通电压的信号G1的复位操作，并且，第四操作结束。这里，对两个时间周期执行第一操作的时间周期，并然后在第三时间周期中停止第四操作，但是，为了将由像素201中的每一个中的暗电流产生的电荷复位，时间周期必须被重复执行足够的次数。第一操作的时间周期可在被重复执行两次或更多次之后结束。控制单元108控制驱动单元102，使得驱动单元102通过在匹配第一操作的同时停止第四操作中的信号G1～G8的导通电压的供给来停止第四操作，结束第四操作，并且响应于第四操作的结束使操作迁移到第五操作。

与第二操作类似，第五操作是驱动单元102为了在像素201中蓄积依赖于在转换元件S_mn中产生的电荷的电信号而向晶体管T_mn的栅极供给将晶体管T_mn设定于非导通状态的信号G1～G8的非导通电压的蓄积操作。但是，在第五操作中，像素201之中的每一个不被放射线照射，并因此在其中蓄积依赖于通过暗电流产生的电荷的电信号。当第五操作结束时，控制单元108使操作迁移到第六操作。

在第六操作中，驱动单元102对多个行依次向多个像素201的多个行之中的至少一个行中的晶体管T_mn的栅极供给信号G1～G8的导通电压。第六操作是将依赖于通过暗电流产生的电荷的电信号(暗时的像素信号)从像素201中的每一个读出到处理单元106的读出操作。暗时的像素信号包含用于校正像素201具有的偏移分量的信号。信号处理单元105计算在第三操作中读出的第一图像信号与在第六操作中读出的暗时的第二图像信号之间的差值，并输出计算的差值作为放射线图像。通过该差值的校正，可获得已从中去除偏移分量的放射线图像。作为信息，可在设置在放射线成像装置100的外面的另一处理装置中执行该差值处理。

下面将描述最合适的第一操作。当放射线成像装置如上面描述的那样被构建为使得电流检测单元508检测偏压线202的电流并检测放射线照射的开始等时，存在以下的问题。具体而言，通过放射线的照射产生的信号电荷的一部分从在放射线照射的开始与放射线照射的开始的检测之间的时段中执行了复位操作的转换元件S_mn中丢失掉。因此，当复位操作中的晶体管T_mn的导通时间段越长时，影响变得越大。出于这种原因，为了获得具有小的伪像的图像，希望缩短复位操作中的晶体管T_mn的导通时间段。但是，当缩短晶体管T_mn的导通时间段时，导致复位通过复位操作中的暗电流产生的电荷的效果减小。具体而言，通过暗电流产生的电荷不能被充分地复位，并导致保持于转换元件S_mn中。出于这种原因，必须确保充分地复位电荷的最小导通时间段。

于是，在第一操作中，当向多个晶体管T₁₁～T₈₈的栅极之中的每一个供给信号G₁～G₈的导通电压的时间段由ΔTon代表时，可取的是关系ΔTon≥3×τ成立。这里，τ是像素201中的晶体管T₁₁～T₈₈的传送效率的时间常数。在放射线成像装置100中，通常，τ为约2～5μs，因此，希望ΔTon为6～15μs。另外，放射线成像装置100具有约3000行的信号G1～G3000的扫描线，因此，导致复位操作的时间段ΔK约为18ms～45ms。

另外，在本实施例中，在上述的复位操作之后执行蓄积操作。该过程防止缩短复位操作的时间周期。这里，将描述用于获取具有小的伪像的放射线图像且提高检测放射线的能力的第一操作的最合适的时间周期，这些是本实施例的目的。应通过以下的两点确定第一操作的时间周期ΔK+W。

(1)在诊断中使用的放射线的照射时间段的最大值

(2)放射线拍摄之后的预览时间段

关于点(1)，要在诊断中使用的放射线的照射时间段的最大值约为500ms。因此，可检测500ms的放射线是可接受的。

关于点(2)，放射线成像装置100一般具有在放射线拍摄之后立即预先显示获取的图像的功能。放射线拍摄的结束与预先显示的开始之间的时间段被称为预览时间段。希望该预览时间段为3s或更短。在图3所示的定时图中，预览时间段是第三操作的开始与第六操作的结束之间的时段。这里，在用于拍摄静态图像的一般放射线成像装置100中，第三操作和第六操作的时间段分别为约500ms，并且，第五操作的时间段为约1s。因此，希望第四操作为约1s。另外，如上所述，希望第四操作中的第一操作的时间周期被执行两次或更多次。因此，希望第一操作的时间周期ΔK+W和第四操作的时间周期ΔK+W为500ms或更小。

根据上述的点(1)和(2)，在本实施例中，希望第一操作的时间周期为约500ms。

在图4中示出本实施例的效果。如本实施例那样，通过缩短复位操作中的晶体管T_mn的导通时间段ΔTon，可减少由通过放射线的照射产生的信号电荷的一部分丢失的现象导致的图像上的伪像。另外，当仅在第一操作中执行复位操作时，第一操作的时间周期ΔK缩短，并且，导致降低检测能力。与此相反，当在第一操作中不仅执行复位操作而且执行复位操作之后的蓄积操作时，如本实施例那样，第一操作的时间周期ΔK+W可加长，并且提高检测能力。由此，可加长放射线照射的开始与放射线照射的开始的检测之间的时间段。具体而言，如图4所示，可在放射线的照射时间段长的区域中提高检测能力，并且，也可检测具有长的照射时间段且弱的放射线。

另外，以下将参照图5描述本实施例的另一效果。在本实施例中，在第一操作中，交替执行复位操作和蓄积操作，并且，等待放射线的照射。通过开始放射线的照射，如图5所示，在偏压线202中流动的偏压电流开始流动。该偏压电流以依赖于从放射线照射的开始的蓄积时间段(即，从开始放射线照射到向各行中的晶体管T_mn的栅极供给信号G1～G8的导通电压的时间的时间段)的大小流动。因此，在如本实施例那样在复位操作之后插入蓄积时间段的情况下，当将信号G8的行中的偏压电流与蓄积操作之后的信号G1的行中的偏压电流相比较时，后一种偏压电流较大并且处于高度可检测状态中。出于这种原因，在本实施例中，在蓄积操作之后的信号G1的行中检测到放射线照射的可能性高。在放射线成像装置100中，信号G1的行是最上端的行，因此该行变为不在图像诊断中使用的区域的可能性高。具体而言，信号G1的行中的伪像阻止在图像诊断中导致问题。该事实对可检测放射线照射的开始的放射线成像装置100来说是非常有利的。

图6描述图3中的第一操作的另一驱动方法。在图6中，信号G1～G8的行之中的每一个的复位操作的次序不同。首先，在第一操作中，执行奇数行的复位操作，并随后执行蓄积操作。然后，执行偶数行的复位操作，并随后执行蓄积操作。在第一操作中，被视为一个时间周期的四个操作在放射线成像装置被放射线照射之前被重复执行。在奇数行的复位操作中，奇数行的信号G1、G3、G5和G7被依次设定于导通电压处。在偶数行的复位操作中，偶数行的信号G2、G4、G6和G8被依次设定于导通电压处。在这种情况下，在向某个行中的晶体管T_mn的栅极供给了信号G1～G8的导通电压的下一定时处，信号G1～G8的导通电压被供给到所述某个行的相邻行以外的行中的晶体管T_mn的栅极。由于从在检测放射线照射的开始之前已执行复位操作的转换元件S_mn丢失通过放射线照射产生的信号电荷的一部分的现象，偶尔出现图像上的伪像。在这种情况下，当通过使用丢失了信号电荷的一部分的像素以外的像素的数据校正伪像时，本实施例是有效的操作技术。根据该操作技术，即使当丢失了像素的信号电荷时，与该像素相邻的像素中的信号电荷也不丢失，因此，当校正伪像时，可通过使用相邻的像素中的数据校正伪像。如图6所示，当在依次向奇数行的信号G1、G3、G5和G7供给了导通电压之后执行了依次向偶数行的信号G2、G4、G6和G8供给导通电压的操作时，复位操作的时间周期变为图3中的复位操作的一半。并且，在这种操作中，当执行蓄积操作时，可提高放射线的照射时间段长的区域中的检测能力。

图7描述图3中的第一操作的又一驱动方法。图7示出两行两行地执行图3中的第一操作的复位操作的情况。首先，两个行的信号G1和G2被设定于导通电压，随后，两个行的信号G3和G4被设定于导通电压。然后，两个行的信号G5和G6被设定于导通电压，随后，两个行的信号G7和G8设定于导通电压。由此，在偏压线202中流动的电流的量加倍，并且，可提高检测能力。在这种情况下，复位操作的时间周期变为图3中的复位操作的时间周期的一半。并且，在这种操作中，当执行蓄积操作时，可提高放射线的照射时间段长的区域中的检测能力。

图8描述图3中的第一操作的又一驱动方法。在图8中，与图6类似，首先，在第一操作中，执行奇数行的复位操作，并随后执行蓄积操作。然后，执行偶数行的复位操作，并随后执行蓄积操作。在第一操作中，在用放射线照射放射线成像装置之前重复执行被视为一个时间周期的四个操作。在奇数行的复位操作中，复位操作被两行两行地执行。首先，奇数行的两个行的信号G1和G3被设定于导通电压，随后奇数行的两个行的信号G5和G7被设定于导通电压。并且，在偶数行的复位操作中，复位操作被两行两行地执行。首先，偶数行的两个行的信号G2和G4被设定于导通电压，随后偶数行的两个行的信号G6和G8被设定于导通电压。如上所述，首先，导通电压被两行两行地依次供给到奇数行的信号，并且，执行奇数行的复位操作。随后，执行蓄积操作。然后，导通电压被两行两行地依次供给到偶数行的信号，并且，执行偶数行的复位操作。随后执行蓄积操作。由此，在偏压线202中流动的电流的量加倍，可提高检测能力，并且，可通过使用相邻的像素的数据校正由丢失信号电荷的一部分的现象导致的图像上的伪像。在这种情况下，复位操作的时间周期变为图3中的复位操作的时间周期的四分之一。并且，在这种操作中，当执行蓄积操作时，可提高放射线的照射时间段长的区域中的检测能力。

如上所述，本实施例不限于复位操作的形式，并且，可在各种形式的复位操作之后执行蓄积操作。另外，在本实施例中，当第一操作的时间周期更长时，可检测持续更长的放射线。但是，当第一操作的时间周期被设定为过长时，上述的预览时间段导致变长。这导致引起放射线成像装置100的可操作性的恶化。因此，只要确保在诊断中使用的放射线的最大照射时间段，第一操作的时间周期就够了。

(第二实施例)

图9和图10是用于描述根据本发明的第二实施例的放射线系统的操作的定时图。图9从上面依次示出成像单元101的操作的状态、用于检测放射线成像装置已被放射线照射的检测信号507的输出值、以及检测信号507的确定结果。并且，在其下侧示出信号DIO、CPV和OE、作为计数器CNT的计数器值的counter和存储于存储器单元M中的信息memory。在其下侧，示出信号G1～G8。以下，将描述本实施例与第一实施例不同的点。

本实施例的第一操作与第一实施例中的交替执行复位操作与蓄积操作的第一操作不同，并且仅多次重复执行复位操作。但是，某个行中的晶体管T_mn被设定于导通状态的时间与下一行中的晶体管T_mn被设定于导通状态的时间之间的时段Δt(图10)可被设定为在各行之间不同。在图10中，上述的时段Δt在在图像诊断中变得重要的关注区域内的行的信号G3～G6以及在图像诊断中不使用的关注区域外面的信号G1、G2、G7和G8之间改变。具体而言，时段Δt被设定为在关注区域外面的信号G1、G2、G7和G8中长，并且时段Δt被设定为在关注区域内的信号G3～G6中短。在例如由3000行的像素201形成放射线成像装置100的情况下，当中心区域中的2000个行形成关注区域时，时段Δt在关注区域中的2000个行中被设定为10μs。另外，当周边区域中的500个行的各组处于关注区域外面时，时段Δt在关注区域外面的总共1000个行中被设定为480μs。由此，第一操作的时间周期可被设定于500ms。

与第一实施例类似，控制单元108控制驱动单元102，使得驱动单元102通过响应于放射线的照射而停止第一操作中的信号G1～G8的导通电压的供给来停止第一操作，并使操作迁移到第二操作。根据本实施例的第二操作、第三操作、第五操作和第六操作与在第一实施例中描述的操作类似。第四操作可在第一操作的上述的时间周期已被重复执行两次或更多次之后结束。

下面将描述本实施例的效果。根据从放射线照射的开始的蓄积时间段，出现由于从在检测放射线照射的开始之前已执行复位操作的转换元件S_mn丢失信号电荷的一部分的现象导致的图像上的伪像。这是由于，当从放射线照射的开始的蓄积时间段长时，丢失的电荷的量变多。具体而言，伪像在图10中的时段Δt长的行中变大。在图像诊断中，希望伪像在关注区域内小。出于这种原因，在本实施例中，时段Δt在关注区域内缩短。另外，希望在关注区域外面检测放射线照射的开始。因此，放射线成像装置被构建为使得时段Δt被设定为在关注区域外面长且在关注区域外面检测放射线照射的开始。

如在第一实施例中描述的那样，当缩短复位操作时，导致具有长的照射时间段且弱的放射线照射的检测能力降低。根据本实施例，时段Δt被设定为在关注区域外面长，由此，可加长复位操作的时间段。因此，关注区域内的伪像减少并且可提高检测放射线照射的能力。

另外，在图10中，时段Δt的长度在关注区域内与关注区域外之间改变，但方法不限于该方法。放射线成像装置100包括不在图像诊断中使用的伪像素。时段Δt可被设定为仅在该伪像素的行中长。

如上所述，根据第一和第二实施例，驱动单元102通过至少逐行依次向晶体管T₁₁～T₈₈的栅极供给导通电压来执行多次执行复位操作的第一操作。然后，驱动单元102执行响应于检测单元508检测到放射线的照射而停止导通电压的供给并通过向多个晶体管T₁₁～T₈₈的栅极供给非导通电压来执行蓄积操作的第二操作。然后，驱动单元102执行在第二操作之后通过逐行依次向晶体管T₁₁～T₈₈的栅极供给导通电压来执行读出操作的第三操作。然后，驱动单元102执行在第三操作之后通过至少逐行依次向晶体管T₁₁～T₈₈的栅极供给导通电压来多次执行复位操作的第四操作。然后，驱动单元102执行在第四操作之后通过向多个晶体管T₁₁～T₈₈的栅极供给非导通电压来执行蓄积操作的第五操作。然后，驱动单元102执行在第五操作之后结束第四操作并通过逐行依次向晶体管T₁₁～T₈₈的栅极供给导通电压来执行读出操作的第六操作。

在第一操作中，向某个行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间与随后向另一行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间之间的时段应是第一时段。然后，向另一行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间与随后向再另一行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间之间的时段应是第二时段。在这种情况下，第一时段与第二时段不同。

在第一实施例中，执行图3中的驱动方法。在第一操作中，所有行的复位操作与所有下一行的复位操作之间的时段应是第三时段。然后，向所有行的复位操作中的某个行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间与随后向另一行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间之间的时段应是第四时段。在这种情况下，第三时段比第四时段长。

在第二实施例中，执行图9和图10中的驱动方法。在第一操作中，向二维矩阵形式的多个转换元件S₁₁～S₈₈的中心区域中的行的晶体管的栅极供给导通电压的时间与随后向另一行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间之间的时段应是第五时段。然后，向二维矩阵形式的多个转换元件S₁₁～S₈₈的周边区域中的行的晶体管的栅极供给导通电压的时间与随后向另一行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间之间的时段应是第六时段。第五时段比第六时段短。

当执行第一操作时，可加长第一操作的时间周期ΔK+W，因此，可获取高质量的放射线图像，并可提高检测放射线的能力。

注意，以上的实施例仅是可如何实施本发明的例子，并且，本发明的技术范围不应限制性地由实施例解释。换句话说，可通过各种方式实施本发明而不背离本发明的技术概念和主要特征。

虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (8)

1.一种放射线成像装置，包括：

多个转换元件，所述多个转换元件被配置为将放射线转换成电荷并且按矩阵布置；

连接于所述多个转换元件与读出电路之间的多个晶体管；

驱动单元，所述驱动单元被配置为选择性地向所述晶体管的栅极供给将所述晶体管设定于导通状态的导通电压和将所述晶体管设定于非导通状态的非导通电压；和

检测单元，所述检测单元被配置为检测放射线的照射，其中，

驱动单元执行以下的操作：

通过至少逐行依次向所述多个晶体管的栅极供给导通电压来多次执行复位操作的第一操作；

响应于检测单元检测到放射线的照射而停止导通电压的供给并通过向多个晶体管的栅极供给非导通电压来执行蓄积操作的第二操作；和

在第二操作之后通过逐行依次向多个晶体管的栅极供给导通电压来执行读出操作的第三操作，并且，

在第一操作期间，在向一个行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间与向下一行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间之间的时段不同于在向所述下一行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间与向再下一行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间之间的时段。

2.根据权利要求1的放射线成像装置，还包括：

偏压线，所述偏压线被配置为向多个转换元件施加偏压电压，其中，

检测单元基于在偏压线中流动的电流检测放射线的照射。

3.根据权利要求1的放射线成像装置，其中，

驱动单元执行以下的操作：

在第三操作之后通过至少逐行依次向所述多个晶体管的栅极供给导通电压来多次执行复位操作的第四操作；

在第四操作之后通过向所述多个晶体管的栅极供给非导通电压来执行蓄积操作的第五操作；和

在第五操作之后通过逐行依次向所述多个晶体管的栅极供给导通电压来执行读出操作的第六操作。

4.根据权利要求1的放射线成像装置，其中，

在第一操作期间，在所有行的复位操作与所有行的下一复位操作之间的时段长于在向一个行中的多个晶体管的栅极供给导通电压的时间与向下一行中的多个晶体管的栅极供给导通电压的时间之间的时段。

5.根据权利要求1的放射线成像装置，其中，

在第一操作期间，在向矩阵中的所述多个转换元件的中心区域中的一个行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间与向矩阵中的所述多个转换元件的中心区域中的下一行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间之间的时段短于在向矩阵中的所述多个转换元件的周边区域中的一个行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间与向矩阵中的所述多个转换元件的周边区域中的下一行中的晶体管的栅极供给导通电压的时间之间的时段。

6.根据权利要求3的放射线成像装置，其中，

第四操作中的每次的复位操作与第一操作中的每次的复位操作相同。

7.根据权利要求1的放射线成像装置，其中，

第一操作满足关系：ΔTon≥3×τ，其中，ΔTon是用于向所述多个晶体管的栅极之中的每一个供给导通电压的时段，τ是晶体管的传送效率的时间常数。

8.一种放射线成像系统，包括：

根据权利要求1的放射线成像装置；和

经由被照体将放射线照射到放射线成像装置上的放射线源。